ブロックチェーンスループットの解放：並列処理が取引処理を再構築する方法

ボトルネック問題

従来のブロックチェーンネットワークは、取引を順次処理します—1つずつ—ラッシュアワーの単車線の高速道路のように。各取引は、その順番を待ちながら、ネットワークが完全にそれを検証するのを待ちます。この順次モデルは、重要な制限を生み出します：取引のスループットが上限に達し、混雑時にはガス代が急騰し、ユーザー体験が悪化します。ここで、並列処理が登場します。

パラレル化が実際に何をするのか

並列化は、ブロックチェーンネットワークを単一車線の高速道路から多車線の高速道路に変えます。トランザクションを一つずつ検証するのではなく、ネットワークは異なるノード間で複数のトランザクションを同時に処理します。これは、膨大な作業負荷をチーム全体に分散させることだと考えてください—各メンバーが異なるタスクを同時に処理し、最終結果で全員が同期します。

システムは、異なるトランザクションセットが台帳にどのように影響するかを表す複数の潜在的なネットワーク状態を並行して探ります。すべての並行検証が完了すると、ネットワークはすべてのトランザクションの結果を統合した真の結果を反映する統一された最終状態に収束します。

並列実行への2つのアプローチ

ネットワークは、さまざまな戦略を通じて並列化を実装します：

楽観的実行モデル: ネットワークはトランザクションが独立していると仮定し、事前にソートせずに同時に処理します。依存関係が生じた場合、つまり一つのトランザクションが別のトランザクションに依存する場合、システムは正しいデータで再実行します。このアプローチは、前もってソート段階をスキップすることで速度を優先します。

ステートアクセス実行モデル: トランザクションは、どのスマートコントラクトやアカウントに触れるかに基づいて事前にソートされます。同じ資産に関連するトランザクションは、調整されて一緒に処理され、一方で全く無関係なトランザクションは並行して実行されます。このシステムは、より高いガス料金を持つトランザクションを優先し、処理順序を最適化します。

ユーザーとネットワークにとっての並列化の重要性

爆発的なスピードの向上: 複数のノードに検証作業を分散させることで、トランザクションの実行時間が劇的に短縮されます。並列処理を持つネットワークは、従来の逐次システムよりもはるかに速くトランザクションを処理します。

スケーラビリティ危機の解決: トランザクションの検証をノードに分散させることで、並列化は水平スケーリングを可能にします。ネットワークはピーク時により多くのノードを追加し、静かな期間に減少させることができます。この柔軟性は、ブロックチェーンの最も差し迫ったスケーラビリティの課題に直接対処します。

実際に定着する手数料の低下: 取引がより速く、並行して実行されると、ブロックスペースの競争が自然に減少します。取引が待機する数が少ないほど、ガス料金が低くなります。さらに、取引をノードのサブグループに分散させることで、すべてのノードがすべての取引を検証する必要がなくなり、コストがさらに削減されます。

これからの道

並列処理は、ブロックチェーンネットワークの運営方法における根本的な変化を表しています。同時にトランザクションを実行し、検証の責任を分散させることで、並列処理はネットワークが大幅に高いトランザクションボリュームを処理し、手数料をより予測可能にし、ユーザーが求める反応性を提供できるようにします。ブロックチェーンの採用が加速する中、並列処理はスケールで競争したいネットワークにとって不可欠なインフラストラクチャとなります。